高考物理一轮复习 第五章 机械能 第1讲 功 功率练习（含解析）新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc

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1、第1讲功功率一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1(2020山东高考模拟)我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平。若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1104 kW，排泥量为1.4 m3/s，排泥管的横截面积为0.7 m2。则泥泵对排泥管内泥浆的推力为(A)A5106 NB2107 NC2109 ND5109 N解析由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v2 m/s。由PFv可求，F5106 N。2(2020安徽黄山月考)如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环，小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑

2、的过程中，大圆环对它的作用力(A)A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心解析由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A正确，B错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C、D错误。3如图所示，质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为(不计空气阻力)(B)Amgv0tan BCDmgv0cos 解析小球垂直落在斜面上时重力的瞬时功率为Pmgvy，而vytan v0，所以P

3、，B正确。4(2019四川攀枝花二诊)物体在恒定合外力F作用下由静止开始运动，经时间t，发生的位移为x，关于F在t时刻的功率P，下列说法中正确的是(A)AF的大小一定时，P与t成正比BF的大小一定时，P与x成正比Ct一定时，P与F的大小成正比Dx一定时，P与F的大小成正比解析本题考查恒力做功的功率问题。由PFvFtt可知，F的大小一定时，P与t成正比；t一定时，P与F的平方成正比，故选项A正确，C错误；由PFvF可知，F的大小一定时，P与成正比；x一定时，P与F的大小成正比，故选项B、D错误。5(2020湖南师大附中月考)将质量为m的物体竖直上抛，抛出的初速度大小为v1，由于物体受到空气阻力，

4、阻力大小与速度大小成正比，即fkv，物体落回抛出点的速度大小为v2，重力加速度为g，那么以下结论正确的是(D)A上升时间大于下落时间B上升时间等于下落时间C从抛出到落回的总时间为tD无论上升还是下落，阻力均做负功解析本题考查变力做功问题。由题意可知，物体上升的平均速度大于下落的平均速度，故上升时间小于下落时间，故A、B错误；画出物体的vt图象如图，设竖直向上为运动正方向，vt图线与横轴所围“面积”代数之和为零，而fkv，所以ft图象与vt图象一样，所围“面积”代数之和为零，ft图线与横轴所围“面积”表示为f的冲量，则f的合冲量为零。所以有mgtm(v1v2)，解得t，故C错误；无论上升还是下落

5、，阻力均与速度方向相反做负功，故D正确。6如图所示，滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下，然后在水平面上前进至B点停下，已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m。A、B两点间的水平距离为L。在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功(B)A大于mgLB等于mgLC小于mgLD以上三种情况都有可能 解析设斜坡的倾角为，则滑雪者从A到B的运动过程中克服摩擦力做的功：WFfmgcos LACmgLCB，由题图可知LACcos LCBL，两式联立可得：WFfmgL，故B正确。7(2019安徽黄山一模)一辆F1赛车含运动员的总质量约为600 kg，在一次F1比赛

6、中，赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中(C)A速度随时间均匀增大B加速度随时间均匀增大C发动机输出功率为240 kWD所受阻力大小为24 000 N解析本题考查根据a图象分析功率变化问题。由题图可知，加速度变化，故赛车做变加速直线运动，故A错误；a函数方程为a4(m/s2)，赛车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误； 对赛车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有Ffma，其中F；联立得a；结合图线可知，当赛车的速度最大时，加速度为零，故a0时，0.01 s/m，vm100 m/s，所以最大速度为

7、100 m/s；由图象可知4 m/s2，则f4600 N2 400 N；P额fvm2 400100 W240 kW，故C正确，D错误。二、多项选择题：在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。8(2020广州联考)汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的vt图象可能是选项图中的(BCD)解析由瞬时功率PFv可知，汽车功率恒定，汽车开始所受牵引力F，若牵引力与汽车所受阻力相等，则汽车做匀速运动，B项中vt图象是可能的；若牵引力大于阻力，则汽车做加速运动，则随速度增大，牵引力减小，而汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直

8、至减小到零，C项中vt图象是可能的，A项中vt图象是不可能的；若牵引力小于阻力，则汽车做减速运动，牵引力增大，汽车所受阻力不变，由牛顿第二定律可知，汽车的加速度减小，直至减小到零，D项中vt图象是可能的。9(2019江苏宿迁期末)一辆汽车以速度v0在平直的公路上匀速行驶。到达某处时，司机减小油门使汽车输出功率减小为原来的一半，并保持该功率行驶。假设汽车受到的阻力恒定，从减小油门开始，下列能正确表示汽车加速度a、速度v、时间t之间的关系的是(AD)解析本题根据机车启动功率的变化考查a、vt图象。由牛顿第二定律可知fF牵ma，即ma，因P，解得a，由题意可知，当，a，故A正确，B错误；汽车匀速行驶

9、时牵引力等于阻力，即fF牵； 功率突然减小一半，P，汽车的速度来不及变化，此时vv0，则根据PFv，牵引力立刻减小一半，小于阻力，合力变为反方向，汽车做减速运动；功率一定时，速度减小，牵引力增大，合力减小，加速度减小，故汽车做加速度不断减小的减速运动，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减为零，此时速度刚好减为，汽车以的速度做匀速直线运动，故C错误，D正确。10(2020福建模拟)水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则(BC)AF一直增大BF先减小后增

10、大CF的功率减小DF的功率不变解析对物体受力分析如图：因为物体匀速运动，水平竖直方向均受力平衡：Fcos (mgFsin )F令：sin ，cos ，即：tan 则：F从0逐渐增大到90的过程中，在90前：sin()逐渐变大，所以F逐渐减小；在90后：sin()逐渐变小，所以F逐渐增大；所以结论是：F先减小后增大，故A错误，B正确；功率：PFvcos vcos ，从0逐渐增大到90的过程中，tan 一直在变大，所以功率P一直在减小，故D错误，C正确；故选BC。三、非选择题11(2020山西省长治市模拟)一物块在一个水平拉力作用下沿粗糙水平面运动，其vt图象如图甲所示，水平拉力的Pt图象如图乙所

11、示，g10 m/s2，求：(1)物块与水平面间的动摩擦因数； (2)物块运动全过程中水平拉力所做的功W；(3)物块在02 s内所受的水平拉力大小F。答案(1)0.1(2)24 J(3)3.0 N解析(1)由题中两图比较可知，在59 s内已撤去拉力，物块做匀减速运动，a m/s21.0 m/s2，由牛顿第二定律得mgma，得0.1(2)全过程水平拉力做的功为WP1t1P1t2 J4.03 J24 J(3)物块匀速运动阶段：Fmg0，P2Fvm得mg，解得m1.0 kg物块匀加速运动阶段，a0 m/s22.0 m/s2Fmgma0，则F3.0 N(或由题图可知，当t12.0 s，v14.0 m/s

12、时，P112 W，由P1Fv1，得F N3.0 N)12(2019上海长宁区期末)某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图甲所示。现用该电动机在水平地面内拉动一物体(可视为质点)，运动过程中轻绳始终处于拉直状态，且不可伸长，如图乙所示。已知物体质量m1 kg，与地面间的动摩擦因数10.35，离出发点左侧s距离处另有一段与物体间动摩擦因数为2且长为d的粗糙材料铺设的地面。(g取10 m/s2)(1)若s足够长，电动机功率为2 W时，物体在地面运动时能达到的最大速度是多少？(2)若s足够长，当物体速度为0.1 m/s时，加速度大小为多少？(3)若s0.16 m，物体与粗糙材料之间动

13、摩擦因数20.45。启动电动机后，分析物体在到达粗糙材料之前的运动情况。若最终物体能通过粗糙材料，则d应满足什么条件？答案(1) m/s(2)0.5 m/s2(3)见解析解析本题考查Pv图象考查做功问题。(1)电动机拉动物体后，物体在水平方向受拉力F和摩擦力f1，则有f11N，Nmg，解得f13.5 N，物体速度最大时，加速度为零，有F1f1，根据PFv得最大速度为vm，解得vm m/s；(2)当vt0.1 m/s时，由题图甲及PFv可知，此时物体所受拉力为F2 N4 N，由牛顿第二定律Fma得F2f1ma1，解得a10.5 m/s2；(3)由(2)知，物体在速度达到0.5 m/s前，拉力F恒定，物体做初速度为零的匀加速直线运动。已知a10.5 m/s2，速度达到v10.5 m/s时，物体应经过的位移为s m0.25 m0.16 m，所以小物体一直做匀加速运动到达粗糙材料，到达粗糙材料时速度为v2 m/s0.4 m/s，(或假设物体做匀加速直线运动到达粗糙材料，则速度v20.4 m/s，不超过0.5 m/s，假设成立。)物体在粗糙材料上运动时，f22N，Nmg，得f24.5 N，由牛顿第二定律得F2f2ma2，可得a20.5 m/s2，物体停止前最远滑行距离为d2 m0.16 m，则d不超过0.16 m。